PCB 뉴스 - fr4 재료 성능 및 밀도

오늘날 사용되는 거의 모든 전자 장치에는 인쇄 회로 기판이 내장되어 있습니다.PCB 회로 기판은 전자 제품의 성능과 기능에 기여하는 것이 매우 중요합니다.따라서 흠잡을 데 없이 완벽해야 한다.인쇄회로기판의 일부로서 재료는 반드시 여러 가지 요소를 꼼꼼히 고려해야 한다.인쇄 회로 기판을 만드는 데 사용할 재료를 선택합니다.그 중 FR4 재료는 PCB 가공에서 큰 매력을 얻었으며 인쇄 회로 기판을 만드는 데 가장 많이 사용되는 재료입니다.FR4에서 FR은 난연제를 나타내고 숫자 4는 이 재료를 다른 재료와 구분하는 등급을 나타낸다.FR4는 PCB 가공에 사용되는 얇은 편직 유리 섬유 강화 에폭시 수지층 압판이다.FR4가 PCB 머시닝에서 이처럼 인기를 끌게 된 것은 무엇이며, FR4 재료의 유익한 특성은 무엇입니까?

1.전기 성능이 좋다

회로 기판 재료의 전기 성능은 신호 무결성과 임피던스 고려에서 중요한 역할을 합니다. 왜냐하면 전기 신호가 재료에서 전파되는 속도에 매우 중요하기 때문입니다.FR4 재료는 전기 절연 성능에 도움이 되는 높은 개전 강도를 가지고 있습니다.유리섬유의 직조방법, 수지와 두께에 따라 FR4의 개전상수 (Dk) 는 3.8~4.8MHz의 범위내에서 변화한다.

2.잘 타지 않는다

난연제는 다양한 제조 공정에 적용돼 예측 가능한 결과를 낼 수 있다.FR4 재료는 열, 전기 및 기계적 성능이 뛰어나 많은 전자 응용 프로그램에서 선호됩니다.

3.흡습성

이것은 FR4 재료의 중요한 특성 중 하나입니다.물에 잠겼을 때 재료의 흡습률은 0.10%로 낮다.또한 FR4 소재는 내고온성을 가지고 있어 강한 방습성 외에도 넓은 온도 범위에도 견딜 수 있다.

4.비용 효율성

FR4 재료는 일반적으로 사용되는 pcb 기판입니다.안정적인 물리 및 화학 성능 외에도 비용이 상대적으로 낮은 특징을 가지고 있습니다.이는 비용을 걱정하는 일부 PCB 제조업체와 디자이너에게 도움이 됩니다.

5.Fr4 재료 밀도:

FR-4 기재는 에폭시 수지 체계이기 때문에 Tg 값은 오랫동안 FR-4 기재 등급을 분류하는 데 가장 자주 사용되는 지표이자 IPC-4101 규범의 주요 성능 지표 중 하나이다.

6. 유리화 전환 온도 Tg

수지 체계의 Tg 값은 재료가 상대 강성 또는'유리 상태'에서 가변형 또는 연화 상태로 바뀌는 온도 변환점을 말한다.수지가 분해되지 않는 한 이런 열역학적 변화는 항상 가역적이다.즉, 재료가 실온에서 Tg 값보다 높은 온도로 가열된 후 Tg 값보다 낮은 온도로 냉각되면 이전과 같은 성능을 가진 강성 상태로 돌아갈 수 있습니다.그러나 재료가 Tg 값보다 훨씬 높은 온도로 가열되면 되돌릴 수 없는 상변이 발생할 수 있습니다.이런 온도가 초래하는 영향은 대부분 재료의 류형과 수지의 열분해에 의해 결정된다.

일반적으로 기초 재료의 Tg가 높을수록 재료의 신뢰성이 높다는 것을 의미한다.이 스타일이 무연 용접 프로세스를 사용하는 경우 기초 재료의 열분해 온도(Td)도 고려해야 합니다.

기타 중요한 성능 지표로는 열팽창계수(CTE), 흡수율, 재료 접착 특성 및 T260 및 T288과 같은 일반적인 계층화 시간 테스트가 있습니다.

FR4 재료의 밀도는 일반적으로 브랜드, 두께 및 제조 공정에 따라 1.9~2.2g/cm3 사이입니다.두꺼운 FR4 보드는 일반적으로 구조에 더 많은 재료가 포함되어 있기 때문에 밀도가 높습니다.

FR4의 밀도는 보드의 열전도성 및 기계적 강도에 직접적인 영향을 미칩니다.더 높은 밀도는 일반적으로 더 나은 열 안정성을 의미하며, 이는 고출력 밀도 전자 부품에 특히 중요합니다.그러나 과도한 밀도는 회로 기판의 무게를 증가시켜 경량화 설계에 대한 수요에 영향을 줄 수 있습니다.

저밀도 FR4 재료의 밀도는 일반적으로 1.6 ~ 1.7 g/cm3 범위이며 항공 우주 및 휴대용 장치와 같은 무게에 민감한 응용 프로그램에 적합합니다.저밀도 재료는 전체 구조의 무게를 줄일 뿐만 아니라 어느 정도 양호한 전기 성능을 유지했다.

FR4 재료 밀도가 보드 설계 수명에 미치는 영향

1. 재료 밀도 및 열 관리

FR4 재료의 밀도는 열전도성에 직접적인 영향을 미칩니다.더 높은 밀도의 재료는 종종 더 나은 열 안정성을 가지고 있으며, 이는 회로 기판의 성능이 고온 작업 환경에서 더 오래 유지될 수 있음을 의미하며, 따라서 열팽창으로 인한 기계적 응력을 감소시켜 설계 수명을 연장합니다.반면 저밀도 FR4 소재는 과열과 열응력을 증가시켜 회로기판의 수명을 단축시킨다.

2. 재료 강도 및 기계적 충격 저항성

FR4의 밀도는 기계적 강도 및 강도와 관련이 있습니다.더 높은 밀도의 FR4 재료는 일반적으로 더 큰 기계적 충격에 저항하며, 이는 빈번한 진동 또는 충격에 노출되는 회로 기판의 응용에서 특히 중요합니다.재료가 견고하지 않으면 회로 기판이 갈라지거나 끊어져 전기 성능에 영향을 미쳐 설계 수명에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 더 큽니다.

3. 전기적 특성과 성능 안정성

FR4의 밀도는 또한 개전 강도와 절연과 같은 전기 특성에 영향을 미칩니다.고밀도 FR4는 일반적으로 고주파 응용 프로그램 및 고압 환경에서 특히 중요한 우수한 전기 격리를 제공합니다.이러한 조건에서 밀도가 낮은 재료는 충격 또는 누전으로 인해 회로의 전반적인 성능과 안전성에 영향을 줄 수 있습니다.

4. 비용 및 재료 선택

밀도가 높은 FR4 재료도 일반적으로 상대적으로 비싸지만 회로 기판의 장기적인 안정성을 보장하는 데 밀도가 높은 재료를 선택하는 것이 더 경제적이고 합리적인 결정일 수 있습니다.단기적인 자재 비용 절감은 장기적인 고장 및 유지 관리 비용 증가를 초래할 수 있으며, 이는 그 가치보다 더 높을 것입니다.

PCB 머시닝에서 FR4 재료 선택에 대한 중요한 지침은 무엇입니까?FR4 재료 두께는 PCB 머시닝에서 중요한 역할을 합니다.회로 기판 가공을 위해 FR4 재료를 선택할 때 재료 두께 외에도 고려해야 할 몇 가지 중요한 지표가 있습니다.작동 온도가 150 ° C를 초과하면 고성능 FR4 레이어 프레스를 선택하는 것이 항상 좋은 습관입니다.앞서 언급했듯이 이러한 재료는 제조 가능성을 유지하면서 더 나은 내열성과 낮은 팽창률을 제공합니다.공간 제약이 있는 얇은 FR4 소재를 고려하여 PCB 기능을 신뢰할 수 있습니다.이러한 경량 소재는 USB 커넥터, Bluetooth 액세서리 및 기타 장치의 정교한 구성 요소 제조를 지원합니다.

얇은 FR4 소재는 공간이 항상 제한된 응용에 널리 사용됩니다.이러한 재료는 더 나은 유연성을 제공하기로 유명하므로 의료 및 자동차 산업에서 사용되는 복잡하고 얇은 PCB를 만드는 데 사용됩니다.서로 다른 주파수에서 균일한 개전 상수를 가진 재료를 선택하다.FR4가 여기에 적용됩니다.회로 기판이 끊어지거나 손상될 위험이 높기 때문에 노치가 있는 다른 얇은 PCB 재료를 사용하지 마십시오.동일한 요구 사항으로 인해 FR4는 다양한 사양 및 구성으로 제조 및 제공됩니다.그들의 유리한 물리와 화학 성질은 그들의 보급을 촉진시켰다.다가오는 전자 애플리케이션에서 FR4를 고려할 계획이라면 재료 선택을 포함한 기술 지원을 제공할 수 있는 업계 참가자에게 문의하는 것이 좋습니다.